Главная/Узнайте о пареЖидкости и поток

Жидкости и поток

Пользователям может потребоваться измерять расход пара для повышения эффективности установки, энергоэффективности, управления технологическим процессом или учета затрат. В этом руководстве рассматриваются характеристики движущихся сред и основные требования к правильной практике измерения расхода пара.

Когда вы можете измерить то, о чем говорите, и выразить это в числах, вы действительно что-то об этом знаете; но когда вы не можете это измерить, когда не можете выразить это в числах, ваше знание скудно и неудовлетворительно. William Thomson (Lord Kelvin) 1824 - 1907

Введение

Введение

Многие промышленные и коммерческие предприятия уже осознали ценность:

  • Учета затрат на энергию.
  • Энергосбережения.
  • Методов мониторинга и целеполагания. Эти инструменты позволяют повышать энергоэффективность. Пар не является самой простой средой для измерения. Цель этого блока - сформировать лучшее понимание требований, необходимых для точного и надежного измерения расхода пара. Большинство существующих расходомеров для измерения расхода пара изначально разрабатывались для измерения расхода различных жидкостей и газов. Лишь очень немногие были созданы специально для измерения расхода пара. Spirax Sarco выражает благодарность EEBPP (Energy Efficiency Best Practice Programme) организации ETSU за вклад в отдельные части данного блока.

Зачем измерять расход пара?

Зачем измерять расход пара?

Расходомеры пара нельзя оценивать так же, как другие виды энергосберегающего оборудования или схем энергосбережения. Расходомер пара - это важнейший инструмент грамотного управления паровым хозяйством. Он предоставляет данные о потреблении пара и его стоимости, которые жизненно необходимы для эффективной эксплуатации установки или здания. Основные преимущества использования измерения расхода пара включают:

  • Эффективность установки.
  • Энергоэффективность.
  • Управление процессом.
  • Учет затрат и коммерческий учет. Эффективность установки ****Хороший расходомер пара показывает расход пара на единицу оборудования во всем диапазоне ее работы, то есть от состояния, когда оборудование выключено, до полной нагрузки. Анализируя взаимосвязь между расходом пара и выпуском продукции, можно определить оптимальные режимы работы. Расходомер также позволяет видеть ухудшение состояния оборудования со временем, что дает возможность выбрать оптимальный момент для его очистки или замены. Расходомер также может использоваться для:

Это может привести к изменениям методов производства, обеспечивающим экономичное использование пара. Это также помогает уменьшить проблемы, связанные с пиковыми нагрузками на котельную. Энергоэффективность Расходомеры пара можно использовать для мониторинга результатов энергосберегающих мероприятий и для сравнения эффективности одной единицы оборудования с другой. Управление процессом Выходной сигнал корректно организованной системы измерения расхода пара может использоваться для управления количеством пара, подаваемого в процесс, а также для подтверждения того, что он имеет правильные температуру и давление. Кроме того, контролируя скорость нарастания расхода при пуске, расходомер пара можно использовать совместно с регулирующим клапаном для реализации функции плавного прогрева. Учет затрат и коммерческий учет Расходомеры пара могут измерять потребление пара, а значит и его стоимость, как централизованно, так и в отдельных точках потребления. Пар можно учитывать как сырье на различных стадиях производственного процесса, что позволяет определить фактическую себестоимость отдельных продуктовых линий. Чтобы понять принципы измерения расхода, полезно обратиться к базовой теории гидромеханики, свойствам измеряемой среды и тому, как она движется по трубопроводным системам.

Характеристики среды

Характеристики среды

Каждая среда имеет свой уникальный набор характеристик, включая:

  • Плотность.
  • Динамическую вязкость.
  • Кинематическую вязкость. Плотность Это уже обсуждалось в Блоке 2 Steam Engineering Principles and Heat Transfer, однако из-за важности темы здесь повторяются основные положения. Плотность (ρ) определяет массу (m) вещества на единицу объема (V) (см. Уравнение 2.1.2). Плотность как насыщенной воды, так и насыщенного пара изменяется с температурой. Это показано на Рисунке 4.1.1. Динамическая вязкость ****Это внутреннее свойство среды, которое сопротивляется течению. Если среда имеет высокую вязкость, например тяжелое масло, она сильно сопротивляется потоку. Кроме того, для перемещения высоковязкой среды по трубе требуется больше энергии, чем для среды с низкой вязкостью. Существует несколько способов измерения вязкости, включая использование динамометрического ключа с лопастью, которую закручивают в жидкости, или измерение того, насколько быстро жидкость вытекает через отверстие. Простой школьный лабораторный опыт наглядно демонстрирует вязкость и используемые единицы измерения: Шарик свободно падает в жидкости под действием силы тяжести. Измерение расстояния (d), которое проходит шарик, и времени (t), затраченного на падение, используется для определения скорости (u). Для определения динамической вязкости затем используется следующее уравнение: Следует отметить три важных момента:
  1. Результат Уравнения 4.1.1 называется абсолютной или динамической вязкостью среды и измеряется в паскаль-секундах. Динамическую вязкость также выражают как силу вязкости.
  2. Физические элементы уравнения дают результат в kg/m, однако коэффициенты (2 и 9) учитывают как экспериментальные данные, так и преобразование единиц в паскаль-секунды (Pa s).
  3. В некоторых публикациях значения абсолютной или динамической вязкости приводятся в сантипуазах (cP), например: 1 cP = 10-3 Pa s Пример 4.1.1 Стальному шарику диаметром 20mm (плотность 7 800 kg/m3) требуется 0.7 секунды, чтобы пройти 1 метр через масло при 20°C (плотность = 920 kg/m3).

Кинематическая вязкость

Она выражает соотношение между абсолютной (или динамической) вязкостью и плотностью среды (см. Уравнение 4.1.2). example 4.1.2 Пример 4.1.2 В Примере 4.1.1 плотность масла дана как 920 kg/m3 - теперь определите кинематическую вязкость: equation 41b Число Reynolds (Re) Все перечисленные выше факторы влияют на течение среды в трубах. Все они объединяются в одну безразмерную величину для выражения характера потока, а именно в число Reynolds (Re).